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社区首页 >专栏 >基于STM32设计的计算器(实现基本运算)

基于STM32设计的计算器(实现基本运算)

原创
作者头像
DS小龙哥
发布于 2022-01-06 14:16:13
1.5K0
发布于 2022-01-06 14:16:13
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文章被收录于专栏：嵌入式项目开发嵌入式项目开发

1. 项目介绍

计算器是最常见的工具了，现在不管是手机、电脑都带有计算器功能，支持强大的科学运算等。

当前文章介绍的是STM32+LCD触摸屏设计的一个触摸计算器功能，实现基本的加减乘除，二进制转换显示等功能。LCD屏使用的是3.5寸带触摸屏的显示屏，方便操作屏幕，MCU采用STM32F103ZET6。

设计的这个计算器用到的硬件不多，主要是LCD屏和触摸屏，用到了一个W25Q64存储芯片，保存触摸屏校准后的一些配置数据，这个可有可无，只是方便不需要每次断电后重新校准。

运行效果图如下:

image-20211221173720709
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image-20211221173745373
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image-20211221173800626
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完整项目源码下载地址: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/63976226

视频演示地址: https://live.csdn.net/v/182604

2. 项目实现

2.1 运算实现思路

功能介绍:

image-20211221172505234
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在除法计算过程中，如果商是小数，计算器得到的结果也是精准的，是double类型。

在计算过程中，可以实现连续运算。过程中是逐步计算出数据来的。

触摸校准流程:

image-20211221172734961
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计算器算法:

image-20211221172840058
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2.2 LCD显示屏驱动代码

LCD的驱动芯片是NT35310，支持8080时序读写寄存器，当前项目采用模拟时序控制LCD屏，移植性较高。

核心代码如下：

代码语言：txt
复制
#include "lcd.h"
#include "stdlib.h"
#include "usart.h"	 
#include "delay.h"
#include "math.h"
#include "timer.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"
#include <stdio.h>
#include "key.h"
#include "rtc.h"
#include "wannianli.h"
#include "touch.h"
#include "led.h"
#include <stdlib.h>
#include "shuzimo.h"
#include <string.h>
#include "calculator.h"

/*
函数功能：写LCD数据
函数参数：data:要写入的值	
*/
void LcdWriteData(u16 data)
{	 
	 LCD_RS=1; //写数据
	 LCD_CS=0; //选中LCD屏
	 
	 //输出数据
	 LCD_DATA0=(data>>0&0x01);
	 LCD_DATA1=(data>>1&0x01);
	 LCD_DATA2=(data>>2&0x01);
	 LCD_DATA3=(data>>3&0x01);
	 LCD_DATA4=(data>>4&0x01);
	 LCD_DATA5=(data>>5&0x01);
	 LCD_DATA6=(data>>6&0x01);
	 LCD_DATA7=(data>>7&0x01);
	 LCD_DATA8=(data>>8&0x01);
	 LCD_DATA9=(data>>9&0x01);
	 LCD_DATA10=(data>>10&0x01);
	 LCD_DATA11=(data>>11&0x01);
	 LCD_DATA12=(data>>12&0x01);
	 LCD_DATA13=(data>>13&0x01);
	 LCD_DATA14=(data>>14&0x01);
	 LCD_DATA15=(data>>15&0x01);
	
	 LCD_WR=0; //表示准备写数据
	 LCD_WR=1; //表示数据写完成
	 LCD_CS=1; //取消LCD屏片选
}


/*
函数功能：写寄存器
参    数：regval:寄存器值
*/	 
void LcdWriteReg(u16 data)
{
	 LCD_RS=0; //写命令
	 LCD_CS=0; //选中LCD屏
	 
	 //输出数据
	 LCD_DATA0=(data>>0&0x01);
	 LCD_DATA1=(data>>1&0x01);
	 LCD_DATA2=(data>>2&0x01);
	 LCD_DATA3=(data>>3&0x01);
	 LCD_DATA4=(data>>4&0x01);
	 LCD_DATA5=(data>>5&0x01);
	 LCD_DATA6=(data>>6&0x01);
	 LCD_DATA7=(data>>7&0x01);
	 LCD_DATA8=(data>>8&0x01);
	 LCD_DATA9=(data>>9&0x01);
	 LCD_DATA10=(data>>10&0x01);
	 LCD_DATA11=(data>>11&0x01);
	 LCD_DATA12=(data>>12&0x01);
	 LCD_DATA13=(data>>13&0x01);
	 LCD_DATA14=(data>>14&0x01);
	 LCD_DATA15=(data>>15&0x01);
	
	 LCD_WR=0; //表示准备写数据
	 LCD_WR=1; //表示数据写完成
	 LCD_CS=1; //取消LCD屏片选
}


/*
函数功能：设置光标位置
函数参数：
         Xpos:横坐标
         Ypos:纵坐标
*/
void LcdSetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos)
{	 
	  LcdWriteReg(0X2A); 
		LcdWriteData(Xpos>>8);
	  LcdWriteData(Xpos&0XFF); 			 
		LcdWriteReg(0X2B); 
		LcdWriteData(Ypos>>8);
	  LcdWriteData(Ypos&0XFF); 
}



/*
功  能： 初始化LCD屏幕
说  明： 用于3.5寸屏幕的初始化。 
         LCD ID:5310
硬件连接:
硬件连接：
FSMC_D0 ------PD14
FSMC_D1 ------PD15
FSMC_D2 ------PD0
FSMC_D3 ------PD1
FSMC_D4 ------PE7
FSMC_D5 ------PE8
FSMC_D6 ------PE9
FSMC_D7 ------PE10
FSMC_D8 ------PE11
FSMC_D9 ------PE12
FSMC_D10 -----PE13
FSMC_D11 ------PE14
FSMC_D12 ------PE15
FSMC_D13 ------PD8
FSMC_D14 ------PD9
FSMC_D15 ------PD10

LCD_BL(背光) ----PB0
FSMC_NE4(CS) --->PG12
FSMC_NWE(WR/CLK)--->PD5 
FSMC_NOE(RD) --->PD4
FSMC_A10(RS) --->PG0
*/
void LcdInit(void)
{ 										    
		RCC->APB2ENR|=1<<3;     	//使能PORTB时钟
		RCC->APB2ENR|=1<<5;     	//使能PORTD时钟
		RCC->APB2ENR|=1<<6;     	//使能PORTE时钟
		RCC->APB2ENR|=1<<8;      	//使能PORTG时钟	 

		/*1. 初始化控制IO口*/
		GPIOB->CRL&=0xFFFFFFF0;  //LCD_BL(背光)
		GPIOB->CRL|=0x0000000B;
	
	  GPIOG->CRH&=0xFFF0FFFF;  //FSMC_NE4(CS)
		GPIOG->CRH|=0x00030000;
		
		GPIOD->CRL&=0xFF00FFFF;  //FSMC_NWE(WR/CLK)\FSMC_NOE(RD)
		GPIOD->CRL|=0x00330000;
	
		GPIOG->CRL&=0xFFFFFFF0;  //FSMC_A10(RS)
		GPIOG->CRL|=0x00000003;
	
		/*2. 初始化数据线*/
		GPIOD->CRL&=0xFFFFFF00;
		GPIOD->CRL|=0x00000033;
		GPIOD->CRH&=0x00FFF000;
		GPIOD->CRH|=0x33000333;
		GPIOE->CRL&=0x0FFFFFFF;
		GPIOE->CRL|=0x30000000;
		GPIOE->CRH&=0x00000000;
		GPIOE->CRH|=0x33333333;
}

/*
函数功能：画点
函数形参：x,y:坐标
*/
void LcdDrawPoint(u16 x,u16 y,u16 color)
{
	LcdSetCursor(x,y);		  //设置光标位置 
	LcdWriteReg(0X2C);		  //开始写入GRAM
	LcdWriteData(color);
}

/*
函数功能：显示一个汉字
*/
 void LcdShowFont(u8 *font,u16 x,u16 y,u16 size,u16 high,u16 color1,u16 color2)
{
		u8 data;
	  u16 i,j,k;
		for(i=0;i<high;i++)
		{
				LcdSetCursor(x,y);		  //设置光标位置 
			  LcdWriteReg(0X2C);		  //开始写入GRAM
				for(j=0;j<size/8;j++)
				{
					 data=*font; //取出一个值
					 for(k=0;k<8;k++)
					 {
								if(data&0x80)LcdWriteData(color1);
								else LcdWriteData(color2);
								data<<=1;
					 }
					 font++;
				}
				y++;
		}
}

void LcdShowFont_zong(u8 *font,u16 x,u16 y,u16 size,u16 high)
{
	  u16 i,j;
		u8 data;
		u16 y0=y;
		for(i=0;i<size*high/8;i++)
	  {
			 data=*font; //取出一个值
		   for(j=0;j<8;j++)
			 {
						if(data&0x80)LcdDrawPoint(x,y,YELLOW);
						else LcdDrawPoint(x,y,LIGHTGREEN);
						y++;
					  data<<=1;
						if((y-y0)==high) //一列显示完毕，可以换行
						{
							x++;
							y=y0; //纵坐标归位
						}
			 }
			 font++;
	  }
}

void lcd_clear(u16 x,u16 y,u16 color)   //清屏
{
	int i;
	LcdSetCursor(x,y);		  //设置光标位置 
	LcdWriteReg(0X2C);		  //开始写入GRAM
	for(i=0;i<320*480;i++)
	{
		LcdWriteData(color);
	}
}

void paint(u8 *font,u16 x,u16 y,u16 size,u16 high)
{
	u16 i,j;
	for(i=0;i<high;i++,y++)
	{
		LcdSetCursor(x,y);		  //设置光标位置 
		LcdWriteReg(0X2C);      //开始写入GRAM
		for(j=0;j<size;j++)
		{
			LcdWriteData(*font<<8|*(font+1));
			font+=2;
		}
	}
}

2.3 触摸屏代码

触摸屏采用XPT2046芯片，一个24位的ADC芯片，支持SPI接口。

代码里主要完成两个操作: 1. 读取XPT2046检测到的数据 2. 实现触摸屏校准算法

代码如下:

代码语言：txt
复制
#include "touch.h"
#include "delay.h"
#include "lcd.h"
#include "spi.h"
#include <stdio.h>

#define T_MOSI1 GPIOF->ODR|=1<<9;
#define T_MOSI0 GPIOF->ODR&=~(1<<9);
#define T_SCK1  GPIOB->ODR|=1<<1;
#define T_SCK0  GPIOB->ODR&=~(1<<1);
#define T_CS1   GPIOF->ODR|=1<<11;
#define T_CS0   GPIOF->ODR&=~(1<<11);

extern struct kxy
{
	float kx;
	float ky;
	u16 x1;
	u16 y1;
	u16 x2;
	u16 y2;
	u16 x3;
	u16 y3;
	u16 x4;
	u16 y4;
	u16 xx;
	u16 yy;
}xielv;

void touch_lint(void)
{
	RCC->APB2ENR|=1<<3;  //打开PB口时钟
	RCC->APB2ENR|=1<<7;  //打开PF口时钟
	
	GPIOB->CRL&=0XFFFFF00F; //配置PB口
	GPIOB->CRL|=0X00000830;
	
	GPIOF->CRH&=0XFFFF000F; //配置PF口
	GPIOF->CRH|=0X00003830;
	
	T_SCK1
	GPIOF->IDR|=1<<10;
	T_CS1;
	
}



void touch_write(u8 data) //往XPT2046中写入命令
{
	u8 i;
	T_CS0
	T_SCK0
	T_MOSI0
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		if(data&0x80) T_MOSI1
		else T_MOSI0
		T_SCK0
		T_SCK1
		data=data<<1;
	}
}

u16 touch_read(u8 data)  //从XPT2046中读取数据
{
	u16 i,dat=0;
	touch_write(data);
	delay_us(6);
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		dat=dat<<1;
		T_SCK0
		T_SCK1
		if(GPIOB->IDR&1<<2)
		{
			dat|=1<<0;
		}
	}
	T_CS1
	dat=dat>>4;
	return dat;
}

void si_shizi(u16 color)
{
	
		Draw_line(0,10,20,10,color); 
	  Draw_line(10,0,10,20,color); 
	  Draw_line(300,10,320,10,color);
	  Draw_line(310,0,310,20,color);
		Draw_line(0,470,20,470,color);
	  Draw_line(10,460,10,480,color);
	  Draw_line(300,470,320,470,color);
	  Draw_line(310,460,310,480,color);	
}

void jiaozhun(u16 x1,u16 y1,u16 x2,u16 y2,u16 x3,u16 y3,u16 x4,u16 y4)
{
	xielv.kx=(300.0/(x1-x2)+300.0/(x3-x4))/2;
	xielv.ky=(460.0/(y1-y3)+460.0/(y2-y4))/2;
}

void lcd_jiaozhun(void)
{
	 read_data((u8*)&xielv,791920,sizeof(struct kxy));
	 if(xielv.kx<0)
	 {
		 u8 *buff=malloc(100);
		 u8 *bufi=malloc(50);
		 u8 i=0;
		 u16 x0,y0;
		lcd_clear(0,0,YELLOW);
		si_shizi(BLUE);
		lcd_string((u8*)"校准开始",buff,16,130,220,767600,32,64);
		delay_ms(3000);
		juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
		lcd_string((u8*)"请点击第一个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
		while(1)
		{
			if(!(GPIOF->IDR&1<<10))
			{
				delay_ms(20);
				if(!(GPIOF->IDR&1<<10))
				{
					x0=touch_read(0xD0);
					y0=touch_read(0X90);
					i++;
					if(i==1)
					{
						Draw_line(0,10,20,10,YELLOW); 
						Draw_line(10,0,10,20,YELLOW);
						juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
						lcd_string((u8*)"请点击第二个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
						xielv.x1=x0;
						xielv.y1=y0;
					}
					if(i==2)
					{
						Draw_line(300,10,320,10,YELLOW);
						Draw_line(310,0,310,20,YELLOW);
						juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
						lcd_string((u8*)"请点击第三个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
						xielv.x2=x0;
						xielv.y2=y0;				
					}
					if(i==3)
					{
						Draw_line(0,470,20,470,YELLOW);
						Draw_line(10,460,10,480,YELLOW); 
						juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);
						lcd_string((u8*)"请点击第四个十字中心",bufi,16,80,220,767600,32,64);
						xielv.x3=x0;
						xielv.y3=y0;
					}
					if(i==4)
					{
						Draw_line(300,470,320,470,YELLOW);
						Draw_line(310,460,310,480,YELLOW);
						juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);	
						lcd_string((u8*)"校准完毕",buff,16,130,220,767600,32,64);
						delay_ms(3000);	
						juxing_tianchong(80,220,160,16,YELLOW);					
						xielv.x4=x0;
						xielv.y4=y0;
						jiaozhun(xielv.x1,xielv.y1,xielv.x2,xielv.y2,xielv.x3,xielv.y3,xielv.x4,xielv.y4);
						break;
					}
					delay_ms(40);
				}
			}
		}
		clear_shanqu(761920);
		write_every((u8*)&xielv,sizeof(struct kxy),791920);
	}
}

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  • 1. 项目介绍
  • 2. 项目实现
    • 2.1 运算实现思路
      • 2.2 LCD显示屏驱动代码
        • 2.3 触摸屏代码
        相关产品与服务
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